Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Retrofit for a gas separation plant by pinch technology

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีพินช์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานสำหรับโรงแยกก๊าซธรรมชาติ

Year (A.D.)

2007

Document Type

Thesis

First Advisor

Kitipat Siemanond

Second Advisor

Thana Sornchamni

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petroleum Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2007.2180

Abstract

This study focuses on a retrofit applying pinch technology to the PTT (Thailand) gas separation plant 5. The prime objective is to maximize the energy recovery of the process via several tools including Problem Table Algorithm (PTA), Grand Composite Curve (GCC), Grid Diagram, and Column Grand Composite Curve (CGCC). The entire provess under study consists of two main parts; the distillation columns (the demethanizer, the deethanizer, and the depropanizer) and the heat exchanger networks (HENs). There are thirteen hot and six cold streams with fourteen heat exchangers in the HENs part. The current network is an unpinch process (or low temperature process) with Tmin lower than the threshold Tmin of 21C and the existing Tmin is observed of around 1.06C. The CGCCs of the deethanizer and the depropanizer reveal the scope of energy recovery via a side reboiling and a feed preheating, respectively. For the side reboiling of the deethanizer, the energy savings can be achieved by integrating hot process streams of the background process to the column. Six modification options (A, B, C, D, E, and F) for the gas separation plant were offered to reduce the energy consumption. The maximum energy savings can be obtained at approximately 11.69 MW or 13.32% from option F. This reduces the annual energy cost about 6.1 million US/yr. In order to achieve it, a capital investment is inecessary but the annual cost savings will be enough to recover the cost in less than one year.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

โรงแยกก๊าซธรรมชาติโรงที่ 5 ของ บริษัท ปตท. จำกัด ได้นำมาใช้เป็นกรณีศึกษาในงานวิจัยลดการใช้พลังงานในโรงงานด้วเทคโนโลยีพินช์ เทคนิคต่าง ๆ อันได้แก่ ตารางวิเคราะห์กราฟคอมโพสิต, แผนภาพแสดงเครื่องเขย่าการแลกเปลี่ยนความร้อน, และ กราฟคอลัมแกรนคอมโพสิต ถูกนำมาใช้วิเคราะห์การใช้พลังงานเพื่อให้ได้ตามวัตถุประสงค์ พิจารณาโรงงานออกเป็น 2 ส่วนย่อย ส่วนแรกคือ ส่วนหอกลั่นแยก ซึ่งประกอบด้วยหอกลั่นแยกมีเทน หอกลั่นแยกอีเทน และหอกลั่นแยกโพรเพน ส่วนที่สองคือ ส่วนเครือข่าวเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน จากการวิจัย พบว่า พื้นที่ส่วนกระบวนการผลิตที่ไม่ร่วมหอกลั่นแยก (ส่วนที่สอง) ของโรงแยกก๊าซที่ 5 ประกอบด้วยสายน้ำร้อน 13 สาย และสายน้ำเย็น 6 สาย อีกทั้งมีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอยู่ทั้งสิ้น 14 เครื่อง โดยโรงแยกก๊าซที่ 5 เป็นกระบวนการที่ไม่ปรากฏพินช์ (หรือระบบที่ดำเนินการ ณ อุณหภูมิต่ำ) ซึ่งมีค่าความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสายร้อนและเย็นขั้นต่ำกว่าค่าความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสายร้อนและเย็นขั้นต่ำของเทสโฮลที่ 21 องศาเซลเซียส โดยมีค่าความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสายร้อนและเย็นขั้นต่ำ ณ ขณะนี้อยู่ที่ประมาณ 1.06 องศาเซลเซียส จากกราฟคอลัมแกรนคอมโพสิตของหอกลั่นแยกอีเทนและหอกลั่นแยกโพรเพน พบว่ามีแนวทางในการลดการใช้พลังงานด้วยวิธีไซด์รีบอยลิ่งและฟีดพรีฮีทติ้ง ตามลำดับ สำหรับวิธีไซด์รีบอยลิ่งและฟีดพรีฮีทติ้ง ตามลำดับ สำหรับวิธีไซด์รีบอยลิ่ง สามารถลดการใช้พลังงานได้โดยนำสายร้อนจากส่วนกระบวนการผลิตที่ไม่รวมหอกลั่นแยกมาให้ความร้อนกับหอกลั่นแยกอีเทน แนวทางทั้งสิ้น 6 แนวทางถูกเสนอขึ้น ได้แก่ แนวทางเอ, แนวทางบี, แนวทางซี, แนวทางดี, แนวทางอี, และแนวทางเอฟ ดดยแนวทางเอฟสามรถลดการใช้พลังงานได้สูงสุดถึงประมาณ 11.69 เมกกะวัตต์ หรือคิดเป็น 13.32 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งลดรายจ่ายการใช้พลังงานต่อปีได้ทั้งสิ้น 6.1 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี เพื่อให้ได้ผลดังกล่าวจำต้องมีค่าการลงทุนที่เพิ่มขึ้น แต่อย่างไรก็ตามปริมาณรายจ่ายของการใช้พลังงานที่ลดลงได้ยังเพียงพอที่สามารถคืนทุนในะระยะเวลาน้อยกว่าหนึ่งปี

Link to Full Text

Share

COinS